git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/libfdk-aacenc.c

   1 /*
   2  * AAC encoder wrapper
   3  * Copyright (c) 2012 Martin Storsjo
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 #include <fdk-aac/aacenc_lib.h>
  23
  24 #include "avcodec.h"
  25 #include "audio_frame_queue.h"
  26 #include "internal.h"
  27 #include "libavutil/audioconvert.h"
  28 #include "libavutil/common.h"
  29 #include "libavutil/opt.h"
  30
  31 typedef struct AACContext {
  32     const AVClass *class;
  33     HANDLE_AACENCODER handle;
  34     int afterburner;
  35     int eld_sbr;
  36     int signaling;
  37     int latm;
  38     int header_period;
  39
  40     AudioFrameQueue afq;
  41 } AACContext;
  42
  43 static const AVOption aac_enc_options[] = {
  44     { "afterburner", "Afterburner (improved quality)", offsetof(AACContext, afterburner), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 1 }, 0, 1, AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM },
  45     { "eld_sbr", "Enable SBR for ELD (for SBR in other configurations, use the -profile parameter)", offsetof(AACContext, eld_sbr), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, 1, AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM },
  46     { "signaling", "SBR/PS signaling style", offsetof(AACContext, signaling), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = -1 }, -1, 2, AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM, "signaling" },
  47     { "default", "Choose signaling implicitly (explicit hierarchical by default, implicit if global header is disabled)", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = -1 }, 0, 0, AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM, "signaling" },
  48     { "implicit", "Implicit backwards compatible signaling", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = 0 }, 0, 0, AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM, "signaling" },
  49     { "explicit_sbr", "Explicit SBR, implicit PS signaling", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = 1 }, 0, 0, AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM, "signaling" },
  50     { "explicit_hierarchical", "Explicit hierarchical signaling", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = 2 }, 0, 0, AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM, "signaling" },
  51     { "latm", "Output LATM/LOAS encapsulated data", offsetof(AACContext, latm), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, 1, AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM },
  52     { "header_period", "StreamMuxConfig and PCE repetition period (in frames)", offsetof(AACContext, header_period), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, 0xffff, AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM },
  53     { NULL }
  54 };
  55
  56 static const AVClass aac_enc_class = {
  57     "libfdk_aac", av_default_item_name, aac_enc_options, LIBAVUTIL_VERSION_INT
  58 };
  59
  60 static const char *aac_get_error(AACENC_ERROR err)
  61 {
  62     switch (err) {
  63     case AACENC_OK:
  64         return "No error";
  65     case AACENC_INVALID_HANDLE:
  66         return "Invalid handle";
  67     case AACENC_MEMORY_ERROR:
  68         return "Memory allocation error";
  69     case AACENC_UNSUPPORTED_PARAMETER:
  70         return "Unsupported parameter";
  71     case AACENC_INVALID_CONFIG:
  72         return "Invalid config";
  73     case AACENC_INIT_ERROR:
  74         return "Initialization error";
  75     case AACENC_INIT_AAC_ERROR:
  76         return "AAC library initialization error";
  77     case AACENC_INIT_SBR_ERROR:
  78         return "SBR library initialization error";
  79     case AACENC_INIT_TP_ERROR:
  80         return "Transport library initialization error";
  81     case AACENC_INIT_META_ERROR:
  82         return "Metadata library initialization error";
  83     case AACENC_ENCODE_ERROR:
  84         return "Encoding error";
  85     case AACENC_ENCODE_EOF:
  86         return "End of file";
  87     default:
  88         return "Unknown error";
  89     }
  90 }
  91
  92 static int aac_encode_close(AVCodecContext *avctx)
  93 {
  94     AACContext *s = avctx->priv_data;
  95
  96     if (s->handle)
  97         aacEncClose(&s->handle);
  98 #if FF_API_OLD_ENCODE_AUDIO
  99     av_freep(&avctx->coded_frame);
 100 #endif
 101     av_freep(&avctx->extradata);
 102     ff_af_queue_close(&s->afq);
 103
 104     return 0;
 105 }
 106
 107 static av_cold int aac_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 108 {
 109     AACContext *s = avctx->priv_data;
 110     int ret = AVERROR(EINVAL);
 111     AACENC_InfoStruct info = { 0 };
 112     CHANNEL_MODE mode;
 113     AACENC_ERROR err;
 114     int aot = FF_PROFILE_AAC_LOW + 1;
 115     int sce = 0, cpe = 0;
 116
 117     if ((err = aacEncOpen(&s->handle, 0, avctx->channels)) != AACENC_OK) {
 118         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to open the encoder: %s\n",
 119                aac_get_error(err));
 120         goto error;
 121     }
 122
 123     if (avctx->profile != FF_PROFILE_UNKNOWN)
 124         aot = avctx->profile + 1;
 125
 126     if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_AOT, aot)) != AACENC_OK) {
 127         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to set the AOT %d: %s\n",
 128                aot, aac_get_error(err));
 129         goto error;
 130     }
 131
 132     if (aot == FF_PROFILE_AAC_ELD + 1 && s->eld_sbr) {
 133         if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_SBR_MODE,
 134                                        1)) != AACENC_OK) {
 135             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to enable SBR for ELD: %s\n",
 136                    aac_get_error(err));
 137             goto error;
 138         }
 139     }
 140
 141     if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_SAMPLERATE,
 142                                    avctx->sample_rate)) != AACENC_OK) {
 143         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to set the sample rate %d: %s\n",
 144                avctx->sample_rate, aac_get_error(err));
 145         goto error;
 146     }
 147
 148     switch (avctx->channels) {
 149     case 1: mode = MODE_1;       sce = 1; cpe = 0; break;
 150     case 2: mode = MODE_2;       sce = 0; cpe = 1; break;
 151     case 3: mode = MODE_1_2;     sce = 1; cpe = 1; break;
 152     case 4: mode = MODE_1_2_1;   sce = 2; cpe = 1; break;
 153     case 5: mode = MODE_1_2_2;   sce = 1; cpe = 2; break;
 154     case 6: mode = MODE_1_2_2_1; sce = 2; cpe = 2; break;
 155     default:
 156         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 157                "Unsupported number of channels %d\n", avctx->channels);
 158         goto error;
 159     }
 160
 161     if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_CHANNELMODE,
 162                                    mode)) != AACENC_OK) {
 163         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 164                "Unable to set channel mode %d: %s\n", mode, aac_get_error(err));
 165         goto error;
 166     }
 167
 168     if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_CHANNELORDER,
 169                                    1)) != AACENC_OK) {
 170         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 171                "Unable to set wav channel order %d: %s\n",
 172                mode, aac_get_error(err));
 173         goto error;
 174     }
 175
 176     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_QSCALE) {
 177         int mode = avctx->global_quality;
 178         if (mode <  1 || mode > 5) {
 179             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 180                    "VBR quality %d out of range, should be 1-5\n", mode);
 181             mode = av_clip(mode, 1, 5);
 182         }
 183         if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_BITRATEMODE,
 184                                        mode)) != AACENC_OK) {
 185             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to set the VBR bitrate mode %d: %s\n",
 186                    mode, aac_get_error(err));
 187             goto error;
 188         }
 189     } else {
 190         if (avctx->bit_rate <= 0) {
 191             if (avctx->profile == FF_PROFILE_AAC_HE_V2) {
 192                 sce = 1;
 193                 cpe = 0;
 194             }
 195             avctx->bit_rate = (96*sce + 128*cpe) * avctx->sample_rate / 44;
 196             if (avctx->profile == FF_PROFILE_AAC_HE ||
 197                 avctx->profile == FF_PROFILE_AAC_HE_V2 ||
 198                 s->eld_sbr)
 199                 avctx->bit_rate /= 2;
 200         }
 201         if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_BITRATE,
 202                                        avctx->bit_rate)) != AACENC_OK) {
 203             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to set the bitrate %d: %s\n",
 204                    avctx->bit_rate, aac_get_error(err));
 205             goto error;
 206         }
 207     }
 208
 209     /* Choose bitstream format - if global header is requested, use
 210      * raw access units, otherwise use ADTS. */
 211     if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_TRANSMUX,
 212                                    avctx->flags & CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER ? 0 : s->latm ? 10 : 2)) != AACENC_OK) {
 213         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to set the transmux format: %s\n",
 214                aac_get_error(err));
 215         goto error;
 216     }
 217
 218     if (s->latm && s->header_period) {
 219         if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_HEADER_PERIOD,
 220                                        s->header_period)) != AACENC_OK) {
 221              av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to set header period: %s\n",
 222                     aac_get_error(err));
 223              goto error;
 224         }
 225     }
 226
 227     /* If no signaling mode is chosen, use explicit hierarchical signaling
 228      * if using mp4 mode (raw access units, with global header) and
 229      * implicit signaling if using ADTS. */
 230     if (s->signaling < 0)
 231         s->signaling = avctx->flags & CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER ? 2 : 0;
 232
 233     if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_SIGNALING_MODE,
 234                                    s->signaling)) != AACENC_OK) {
 235         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to set signaling mode %d: %s\n",
 236                s->signaling, aac_get_error(err));
 237         goto error;
 238     }
 239
 240     if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_AFTERBURNER,
 241                                    s->afterburner)) != AACENC_OK) {
 242         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to set afterburner to %d: %s\n",
 243                s->afterburner, aac_get_error(err));
 244         goto error;
 245     }
 246
 247     if (avctx->cutoff > 0) {
 248         if (avctx->cutoff < (avctx->sample_rate + 255) >> 8) {
 249             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "cutoff valid range is %d-20000\n",
 250                    (avctx->sample_rate + 255) >> 8);
 251             goto error;
 252         }
 253         if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_BANDWIDTH,
 254                                        avctx->cutoff)) != AACENC_OK) {
 255             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to set the encoder bandwith to %d: %s\n",
 256                    avctx->cutoff, aac_get_error(err));
 257             goto error;
 258         }
 259     }
 260
 261     if ((err = aacEncEncode(s->handle, NULL, NULL, NULL, NULL)) != AACENC_OK) {
 262         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to initialize the encoder: %s\n",
 263                aac_get_error(err));
 264         return AVERROR(EINVAL);
 265     }
 266
 267     if ((err = aacEncInfo(s->handle, &info)) != AACENC_OK) {
 268         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to get encoder info: %s\n",
 269                aac_get_error(err));
 270         goto error;
 271     }
 272
 273 #if FF_API_OLD_ENCODE_AUDIO
 274     avctx->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
 275     if (!avctx->coded_frame) {
 276         ret = AVERROR(ENOMEM);
 277         goto error;
 278     }
 279 #endif
 280     avctx->frame_size = info.frameLength;
 281     avctx->delay      = info.encoderDelay;
 282     ff_af_queue_init(avctx, &s->afq);
 283
 284     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) {
 285         avctx->extradata_size = info.confSize;
 286         avctx->extradata      = av_mallocz(avctx->extradata_size +
 287                                            FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 288         if (!avctx->extradata) {
 289             ret = AVERROR(ENOMEM);
 290             goto error;
 291         }
 292
 293         memcpy(avctx->extradata, info.confBuf, info.confSize);
 294     }
 295     return 0;
 296 error:
 297     aac_encode_close(avctx);
 298     return ret;
 299 }
 300
 301 static int aac_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
 302                             const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
 303 {
 304     AACContext    *s        = avctx->priv_data;
 305     AACENC_BufDesc in_buf   = { 0 }, out_buf = { 0 };
 306     AACENC_InArgs  in_args  = { 0 };
 307     AACENC_OutArgs out_args = { 0 };
 308     int in_buffer_identifier = IN_AUDIO_DATA;
 309     int in_buffer_size, in_buffer_element_size;
 310     int out_buffer_identifier = OUT_BITSTREAM_DATA;
 311     int out_buffer_size, out_buffer_element_size;
 312     void *in_ptr, *out_ptr;
 313     int ret;
 314     AACENC_ERROR err;
 315
 316     /* handle end-of-stream small frame and flushing */
 317     if (!frame) {
 318         in_args.numInSamples = -1;
 319     } else {
 320         in_ptr                   = frame->data[0];
 321         in_buffer_size           = 2 * avctx->channels * frame->nb_samples;
 322         in_buffer_element_size   = 2;
 323
 324         in_args.numInSamples     = avctx->channels * frame->nb_samples;
 325         in_buf.numBufs           = 1;
 326         in_buf.bufs              = &in_ptr;
 327         in_buf.bufferIdentifiers = &in_buffer_identifier;
 328         in_buf.bufSizes          = &in_buffer_size;
 329         in_buf.bufElSizes        = &in_buffer_element_size;
 330
 331         /* add current frame to the queue */
 332         if ((ret = ff_af_queue_add(&s->afq, frame) < 0))
 333             return ret;
 334     }
 335
 336     /* The maximum packet size is 6144 bits aka 768 bytes per channel. */
 337     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, avpkt, FFMAX(8192, 768 * avctx->channels))))
 338         return ret;
 339
 340     out_ptr                   = avpkt->data;
 341     out_buffer_size           = avpkt->size;
 342     out_buffer_element_size   = 1;
 343     out_buf.numBufs           = 1;
 344     out_buf.bufs              = &out_ptr;
 345     out_buf.bufferIdentifiers = &out_buffer_identifier;
 346     out_buf.bufSizes          = &out_buffer_size;
 347     out_buf.bufElSizes        = &out_buffer_element_size;
 348
 349     if ((err = aacEncEncode(s->handle, &in_buf, &out_buf, &in_args,
 350                             &out_args)) != AACENC_OK) {
 351         if (!frame && err == AACENC_ENCODE_EOF)
 352             return 0;
 353         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to encode frame: %s\n",
 354                aac_get_error(err));
 355         return AVERROR(EINVAL);
 356     }
 357
 358     if (!out_args.numOutBytes)
 359         return 0;
 360
 361     /* Get the next frame pts & duration */
 362     ff_af_queue_remove(&s->afq, avctx->frame_size, &avpkt->pts,
 363                        &avpkt->duration);
 364
 365     avpkt->size     = out_args.numOutBytes;
 366     *got_packet_ptr = 1;
 367     return 0;
 368 }
 369
 370 static const AVProfile profiles[] = {
 371     { FF_PROFILE_AAC_LOW,   "LC"       },
 372     { FF_PROFILE_AAC_HE,    "HE-AAC"   },
 373     { FF_PROFILE_AAC_HE_V2, "HE-AACv2" },
 374     { FF_PROFILE_AAC_LD,    "LD"       },
 375     { FF_PROFILE_AAC_ELD,   "ELD"      },
 376     { FF_PROFILE_UNKNOWN },
 377 };
 378
 379 static const AVCodecDefault aac_encode_defaults[] = {
 380     { "b", "0" },
 381     { NULL }
 382 };
 383
 384 static const uint64_t aac_channel_layout[] = {
 385     AV_CH_LAYOUT_MONO,
 386     AV_CH_LAYOUT_STEREO,
 387     AV_CH_LAYOUT_SURROUND,
 388     AV_CH_LAYOUT_4POINT0,
 389     AV_CH_LAYOUT_5POINT0_BACK,
 390     AV_CH_LAYOUT_5POINT1_BACK,
 391     0,
 392 };
 393
 394 static const int aac_sample_rates[] = {
 395     96000, 88200, 64000, 48000, 44100, 32000,
 396     24000, 22050, 16000, 12000, 11025, 8000, 0
 397 };
 398
 399 AVCodec ff_libfdk_aac_encoder = {
 400     .name                  = "libfdk_aac",
 401     .type                  = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 402     .id                    = AV_CODEC_ID_AAC,
 403     .priv_data_size        = sizeof(AACContext),
 404     .init                  = aac_encode_init,
 405     .encode2               = aac_encode_frame,
 406     .close                 = aac_encode_close,
 407     .capabilities          = CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME | CODEC_CAP_DELAY,
 408     .sample_fmts           = (const enum AVSampleFormat[]){ AV_SAMPLE_FMT_S16,
 409                                                             AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 410     .long_name             = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Fraunhofer FDK AAC"),
 411     .priv_class            = &aac_enc_class,
 412     .defaults              = aac_encode_defaults,
 413     .profiles              = profiles,
 414     .supported_samplerates = aac_sample_rates,
 415     .channel_layouts       = aac_channel_layout,
 416 };